3DEC流体-力耦合分析(Coupled hydro-mechanical analysis)

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1 引言

耦合水-力分析用于模拟地质材料（如土和岩石）中流体流动和力学变形之间的相互作用。这种类型的分析在岩土工程、采矿和石油工程中尤为重要，因为在这些工程中，流体流动和力学变形往往是密切相关的。耦合的水-力分析同时解决控制流体流动和力学变形的方程，考虑这两个过程之间的相互作用。这使得人们能够更准确和全面地了解地质材料在各种载荷条件下的行为，包括流体流动对材料的力学响应的影响[Embedded discontinuity approach for coupled hydromechanical analysis of fractured porous media]。

本文描述了3DEC流体-力耦合分析[3DEC Fluid-Mechanical Interaction]的自动化对话过程，对话引擎为GPT-4，在这个对话中，目标任务是Coupled hydro-mechanical analysis in 3DEC，系统分解为若干个子任务，然后对每个子任务分别执行。子任务有5个：

(1) 查找流体-力分析的基本概念

(2) 识别3DEC软件的主要特征

(3) 查找3DEC设置耦合水-力分析过程

(4) 探索使用3DEC进行水-力耦合分析的案例研究

(5) 总结在3DEC中收集到的水-力耦合分析

下面首先描述了这5个子任务的执行情况，然后作了总结，最后给出了真实的3DEC流体-力耦合分析代码。

2 执行任务

(1) 查找流体-力分析的基本概念

这个子任务有三篇文献:

[1] (2019) Fundamentals of the coupled thermo-hydro-mechanical behaviour of thermo-active retaining walls

[2] (2020) Coupled hydro-mechanical analysis of expansive soils: Parametric identification and calibration

[3] Understand the fundamentals of coupled hydro-mechanical analysis and its applications

[1]和[2]为本任务没有提供充分得信息，[3]提供了相对有限的信息。该文章利用离散元探讨了岩石节理方向和间距对大坝-地基系统的应力-变形行为和隆起压力分布(uplift pressure distribution)的影响。研究发现，极限平衡法低估了大坝脚跟和脚趾的应力，而使用离散元进行的耦合水-力分析中发现了非线性的隆起压力分布。节理方向会影响地震荷载下的大坝基础行为。此外，文章还介绍了对节理岩石地基【岩石地基工程和设计(Engineering and Design of Rock Foundation)】上大坝的渗流和滑动行为的各种数值分析。

来源：计算岩土力学